XSun : un drone autonome en énergie solaire

SolarXOne : l’alliance des nouvelles technologies et des énergies renouvelables

Fort d’une dizaine d’années d’expérience chez Airbus Defense & Space, Benjamin David a créé XSun avec une idée relativement simple : adapter des technologies utilisées dans le spatial pour des applications en plus basse altitude. Le fruit de cette démarche, c’est SolarXOne : un drone solaire, électrique et autonome, à double ailes portantes. Grâce à son design inspiré des libellules, SolarXOne offre de très bonnes performances aérodynamiques et une grande surface de cellules photovoltaïques pour capter un maximum d’énergie solaire. Le tout, dans un environnement 100% électrique, à très haute performance.

« Nous sommes convaincus qu’allier nouvelles technologies et énergies renouvelables est la solution la plus pertinente pour répondre aux défis environnementaux, économiques et sociétaux auxquels nous faisons face aujourd’hui », explique Benjamin David, avant d’ajouter que l’énergie solaire permet de multiplier par 3 l’autonomie à bord des batteries.

A la manière d’un satellite, SolarXOne est un véritable concentré de technologies. Mi-avion, mi-drone, cet UAV pèse 25kg pour 4m50 d’envergure et est innovant à plus d’un titre :

• Facilité d’utilisation : SolarXOne peut être déployé en opérations aussi simplement qu’un drone, mais avec les performances d’un avion.
• Rapidité de mise en œuvre : 30 minutes ready to fly.
• Autonomie : 12h de vol continu.
• Silence : le tout électrique permet à la machine de n’émettre aucun bruit en vol.
• Une excellente tenue de trajectoire, grâce à la configuration aéro conjuguée aux choix techniques mis en place.
• Fiabilité : la redondance des différents systèmes apporte une grande fiabilité aux utilisateurs.
• Faible maintenance : un appareil tout électrique nécessite peu de maintenance.
• Possibilité de voler de nuit comme de jour, grâce aux batteries à bord qui se rechargent à l’énergie solaire.
• Capacités hors-normes d’emport en charges utiles. Boules gyroscopiques, appareils photos haute performance, caméras thermiques, LIDAR… SolarXOne peut emporter jusqu’à 5kg de charge utile, dont les dernières technologies en termes de communication et de sécurité.
• Un système répondant aux standards aéronautiques permettant à l’UAV d’être certifié au plus haut niveau et d’obtenir facilement des autorisations de vol, partout sur Terre.

SolarXOne : des applications variées

Grâce à une capacité de vol de 600 km par jour, SolarXOne est capable de survoler plusieurs milliers d’hectares, avec une résolution centimétrique. Le drone intéresse ainsi de nombreux secteurs, pour des missions variées :

• Cartographie et topographie de grands espaces terrestres ou maritimes, tels que des réserves naturelles,
• Relevé photographique à très haute résolution pour de grandes infrastructures linéaires (pipelines, lignes électriques, routes, rivières…),
• Relevé photographique pour l’agriculture de précision, dans le cadre d’une cartographie de forêts, par exemple,
• Missions de surveillance et d’inspection.

XSun commercialise son drone, mais propose également les services de SolarXOne via son équipe opérations, qui s’occupe de faire voler la machine, pour le compte de clients qui souhaitent récupérer uniquement des données.

Pourquoi XSun a fait confiance à maxon pour la motorisation de SolarXOne

Efficacité, qualité, fiabilité et durabilité. Tels sont les maîtres mots ayant présidé la conception de SolarXOne. « La conception tout électrique impose d’aller chercher l’économie et la performance énergétique sur chaque ensemble. D’où la nécessité de travailler uniquement avec les meilleurs, et donc de travailler avec maxon sur la partie propulsion », résume le fondateur de XSun. En termes de motorisation, le challenge était de trouver les systèmes les plus fiables, les plus performants et les plus petits possibles, avec quasiment les mêmes exigences que pour le secteur aérospatial. « Sur ces trois enjeux, maxon est indéniablement dans le haut du panier. Ce n’est pas pour rien que leurs moteurs équipent des robots de la Nasa ! Nous étions donc très heureux que maxon aborde le marché du drone et notre collaboration s’est rapidement mise en place », poursuit Benjamin David.

Pour que le drone puisse voler en toute autonomie pendant plus de 12h, il fallait que chaque brique technologique soit poussée au plus haut point. L’expertise de maxon pour accompagner XSun a porté sur le triplex :

• Contrôleur
• Moteur
• Propulsion

« D’un point de vue énergétique, l’objectif était de consommer le moins possible, en étant le plus léger possible : un véritable challenge technologique ! », se souvient Michael Niemaz, ingénieur d’affaires aerospace maxon, qui accompagne XSun depuis 2019. A cette époque, maxon venait tout juste de lancer sa première gamme de moteurs pour drones… Pour répondre aux besoins de XSun, maxon a adapté un de ses moteurs de drone, l’ECX87 Flat.

Luise Löskow, chargée de projets aéronautiques pour maxon raconte comment s’est passé ce projet : « Lorsque nous avons commencé à travailler avec XSun, seule la conception de base de ce type de moteur existait. Nous avons donc dû personnaliser un produit que nous étions encore en train de développer et auquel il a fallu intégrer de nouvelles fonctionnalités, tels que des capteurs. Grâce à l’expérience des différents membres de l'équipe, - ingénieurs de conception, ingénieurs de test, ingénieurs de qualité, acheteurs, employés de production -, nous avons pu discuter en détail des différents problèmes et exigences techniques, puis nous avons trouvé des solutions appropriées. »

Au final, la puissance du moteur ECX87 Flat a été augmentée et son bobinage modifié, afin d’optimiser la propulsion. Aujourd’hui, SolarXOne est équipé de 2 moteurs ECX87 Flat adaptés, placés à l’avant de l’avion.

« Afin que SolarXOne puisse survoler des villes en toute sécurité, XSun cherchait à faire certifier autant que possible son drone. C’est là que l’expertise maxon était importante, car nous apportons un niveau de qualité industrielle qui garantit que le moteur est suffisamment fiable pour être certifiable à l’avenir », détaille Michael Niemaz. Un point de vue partagé par le fondateur de XSun qui renchérit : « Ça aurait été difficile d’avoir le même niveau de qualité avec un autre acteur que maxon. Peu d’acteurs sont en mesure de fournir un rapport de tests de 25 pages ultra-détaillé ! ».

Depuis leur rencontre au salon International de l’Aéronautique Bourget (Paris Air Show) en 2019, les équipes de maxon et XSun travaillent main dans la main. En juillet 2020, pour son premier vol solaire longue durée, SolarXOne réussissait un vol silencieux de 12 heures sans émissions de CO2 et 100% autonome. Depuis, des missions opérationnelles ont été réalisées en France et en Europe, pour le compte de différents clients. Plus d’informations sur : xsun.fr.